Wissenschaftler glauben zu wissen, was das tödlichste Massenaussterben in der Geschichte der Erde verursacht hat
Die Menschheit kann eine Hassliebe zu sich selbst haben, aber es ist nicht zu leugnen, dass wir der Gipfel der Evolution auf der Erde sind, wie die Dinge jetzt stehen. Aber es dauerte furchtbar lange, bis die Evolution Wesen wie uns hervorbrachte. Mehrmals musste sich das Leben aus der nahen Vernichtung zurückziehen.
Der größte Rückschlag beim Aussterben war die Perm-Trias-Aussterben , auch das „Große Sterben“ genannt, vor etwa 252 Millionen Jahren. Bis zu 96 % aller marinen Arten und 70 % der terrestrischen Wirbeltierarten sind ausgestorben.
Was ist passiert?
Es gibt eine gewisse Unsicherheit bezüglich der Ursache oder der Ursachen des Aussterbens. Viele der üblichen Verdächtigen wurden angeklagt: Einschlagsereignisse, Klimawandel durch methanbildende Bakterien, massive Vulkanausbrüche sowie einige weniger bekannte mögliche Ursachen wie a Pilzspitze . Es gibt einige Beweise für jede Hypothese, aber sie ist immer noch umstritten. Die Ungewissheit rund um das Große Sterben erstreckt sich auch auf die Zeitachse und den Ablauf der Ereignisse, einschließlich der Zeit, die die Erde brauchte, um sich zu erholen.
Nun sagen die Autoren einer neuen Studie, dass sie es endlich schlüssig herausgefunden haben. Das Papier trägt den Titel „ Perm-Trias-Massenauslöschungspulse, angetrieben durch wichtige Störungen des marinen Kohlenstoffkreislaufs .“ Die Hauptautorin ist Dr. Hana Jurikova von der School of Earth and Environmental Sciences der St. Andrews University. Die Studie ist in der Zeitschrift Nature Geoscience erschienen.
„Unsere Forschung liefert die erste präzise Rekonstruktion der Kohlenstoffquelle und damit des Auslösers der Krise sowie die anschließende Prozesskette, die zum größten Massensterben der Erde geführt hat.“
Dr. Hana Jurikova, Hauptautorin, School of Earth and Environmental Sciences an der St. Andrews University.
Das Wissenschaftlerteam hinter dieser Forschung umfasst Forscher aus Deutschland, Italien und Kanada. Sie sind Teil eines EU-finanzierten Projekts namens BASE-LINE Erde . BASE-LiNE Earth wird von Prof. Dr. Anton Eisenhauer vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ geleitet.
BASE-LINE steht für Brachiopods As Sensitive Tracer of Global Marine Environment. Die Bemühungen konzentrieren sich auf Brachiopoden-Fossilien, die laut einer Pressemitteilung nicht viel Aufmerksamkeit erhalten und manchmal übersehen werden. Brachiopoden sind eine Gruppe von Kreaturen, die auf ihrer Ober- und Unterseite harte Schalen haben. Sie unterscheiden sich von zweischaligen Weichtieren wie Muscheln, die an den Seiten Schalen haben. Brachiopoden gibt es heute noch, aber weitaus weniger zahlreich als in der Paläozoikum .
Die Forscher untersuchten Brachiopodenschalen aus Italien und China. Die Sibirischen Fallen, die Quelle des CO2, sind auf der Karte rot dargestellt. Bildquelle: Jurikova et al., 2020.
Viele Brachiopodenarten starben während des Großen Sterbens aus. Aber einige überlebten, und das Forscherteam fand Brachiopodenschalen, die den kritischen Zeitraum während des Aussterbens der Perm-Trias überspannen.
Die Muscheln sind eine Aufzeichnung des pH-Wertes des Ozeans im Laufe der Zeit. Der pH-Wert spiegelt die Menge des absorbierten Kohlendioxids (CO2) im Ozean wider, als das Tier die Schale hergestellt hat. In Kombination mit Kohlenstoffisotopenbeschränkungen konnte das Team eine Zeitachse nicht nur der Menge an atmosphärischem CO2, sondern auch ihrer Quellen zum Zeitpunkt des Aussterbens erstellen.
Die Forscher stellten fest, dass ein großer CO2-Puls das Aussterben der Perm-Trias auslöste. Der Puls hat seinen Ursprung in Sibirien, wo ein riesiger Vulkanausbruch eine massive Flut Basalt Provinz . All diese Aktivitäten setzten eine enorme Menge CO2 in die Atmosphäre frei; 100.000 Milliarden Tonnen (= 1 × 1014Tonnen).
Diese Zahl aus der Studie zeigt die CO2-Emissionen der Large Igneous Province, sowohl insgesamt als auch pro Jahr. Eine genauere Erklärung finden Sie im Forschungspapier. Bildquelle: Jurikova et al. (2020).
Das ist eine fast unfassbare Menge an Kohlenstoff, die in kurzer (geologischer) Zeit in die Atmosphäre injiziert wird. EIN Pressemitteilung In der Ankündigung des Papiers heißt es, dass dies „mehr als das 40-fache des gesamten Kohlenstoffs ist, der in modernen fossilen Brennstoffreserven verfügbar ist, einschließlich des bereits seit der industriellen Revolution verbrannten Kohlenstoffs“.
All dieses CO2 brachte die biogeochemische Zusammensetzung der Erde aus dem Gleichgewicht und bedeutete für die meisten Arten auf der Erde den Untergang. Das Team verwendete innovative Modellierung, um genau zu bestimmen, was diese plötzliche CO2-Injektion für unseren Planeten bedeutete.
Dieses Bild veranschaulicht den Beginn des Perm-Trias-Massenaussterbens basierend auf den Ergebnissen der neuen Forschung. (Jurikova et al. (2020)). Die Sibirischen Fallen setzten eine enorme Menge CO2 in die Atmosphäre frei, versauerten die Ozeane und löschten Meereslebewesen an der Oberfläche des Ozeans aus. Illustriert von Dawid Adam Iurino (PaleoFactory, Sapienza University of Rome) für Jurikova et al. (2020).
Es gibt bereits viele Beweise dafür, dass sibirische vulkanische Aktivitäten zum Aussterben geführt haben. Aber die Beweise waren noch nie so einheitlich. „Die genauen Ursachen und Folgen bleiben jedoch umstritten, und es fehlt immer noch ein kohärentes, einheitliches Szenario für die Umweltentwicklung in diesem wichtigen Abschnitt der Erdgeschichte“, schreiben die Forscher.
„Unsere Ergebnisse ermöglichen es uns, eine konsistente biogeochemische Rekonstruktion der Mechanismen zusammenzustellen, die zum größten Massenaussterben im Phanerozoikum geführt haben“, schreiben die Autoren in ihrer Arbeit.
Das CO2 führte zu einer extremen Erwärmung der Erdatmosphäre und einer tödlichen Versauerung der Ozeane. Für Meerestiere, die ihre eigenen Schalen bauen, wie die Brachiopoden im Zentrum dieser Forschung, war es verheerend. Als der Ozean saurer wurde, wird das Karbonat, das sie zum Bauen von Muscheln benötigen, nicht mehr verfügbar und in der neuen Chemie des Ozeans eingeschlossen. Einige Brachiopoden überlebten und schufen die Beweise, die diese Studie ermöglichten.
Die extreme Klimaerwärmung war der zweite schwere Schlag für das Leben auf der Erde. Der Treibhauseffekt führte zu starken Veränderungen der Landverwitterung sowie der Nährstoffzufuhr und des Kreislaufs im Ozean. Das Ergebnis war eine enorme Desoxygenierung der Ozeane der Erde. Es hat wahrscheinlich auch die Ozeane mit Sulfiden vergiftet und andere Gruppen von Organismen getötet.
Die Ozeane, Geburtsort des Lebens auf der Erde, wurden zu einem Ort des Todes.
Diese Zahl aus der Studie zeigt, wie die Menge an gelöstem Sauerstoff in den Ozeanen in mittleren Tiefen und in der Tiefsee rapide abstürzte. Der Sturz war an der Oberfläche nicht so ausgeprägt, wo durch die Interaktion mit der Atmosphäre Sauerstoff in den Ozean gelangte. Die Desoxygenierung bedeutete für viele Arten den Untergang. Bildquelle: Jurikova et al. 2020.
Während vulkanische Aktivitäten bereits als Ursache für das Große Sterben vorgeschlagen wurden, ist diese Studie eine vollständigere Zeitleiste der Ereignisse. Damals wie heute beruht das Leben auf der Erde auf globalen Zyklen von Nährstoffen, Kohlenstoff, Stickstoff und anderen Dingen. In nur wenigen tausend Jahren wurden diese Zyklen durch das CO2 der sibirischen Eruptionen auf den Kopf gestellt. Klimaerwärmung, Ozeanversauerung, Ozeandesoxygenierung und Sulfidvergiftung kamen nacheinander und führten zum schwersten Aussterben in der Erdgeschichte.
„Diese Ergebnisse führen uns dazu, das Massenaussterben der PTB als einen kaskadierenden Meereskollaps zu betrachten, der durch eine tausendjährige voluminöse Injektion von Kohlenstoff in die Atmosphäre durch die Einlagerung von Sibirischen Fallen-Intrusionen ausgelöst wird“, schreiben die Autoren. „Seine Größe veränderte die biogeochemischen Prozesse grundlegend und löste eine Kette von Ereignissen aus, die verschiedene Gruppen von Meeresorganismen selektiv eliminierten.“
In einer Pressemitteilung sagte die leitende Forscherin Dr. Jurikova: „Unsere Forschung liefert die erste präzise Rekonstruktion der Kohlenstoffquelle und damit des Auslösers der Krise sowie deckt die anschließende Prozesskette auf, die zum größten Massensterben der Erde führte. ”
Das Ausmaß der sibirischen Fallen, auf Deutsch. Bildnachweis: Von abgeleiteter Arbeit: Jo (talk)Sibirien_topo2.png: Ulamm 21:06, 18. April 2008 (UTC) – Sibirien_topo2.png, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index .php?curid=4229776
„Es dauerte mehrere Hunderttausend bis Millionen von Jahren, bis sich das Ökosystem von der Katastrophe erholte, die den Verlauf der Evolution des Lebens auf der Erde grundlegend veränderte.“
Es ist natürlich zu fragen, ob uns diese Ergebnisse etwas über unsere aktuelle missliche Lage sagen können, in der unsere eigenen Kohlenstoffemissionen das Klima erwärmen und die Ozeane versauern.
In ihrer Schlussfolgerung schreiben die Autoren: „Angesichts der sehr unterschiedlichen Zeitskalen und Kohlenstoffbudgets ist die Dynamik des LIP-Kohlenstoffkreislaufs eine schlechte Analogie für die heutigen Emissionen fossiler Brennstoffe; ungeachtet dessen reichen die modernen geologischen Kohlenstoffspeicher für eine anthropogene Freisetzung über Jahrhunderte hinaus nicht aus.“
Erschreckenderweise emittieren wir immer noch mehr Kohlenstoff als während der sibirischen vulkanischen Aktivität, die das Aussterben der Perm-Trias auslöste. „Bemerkenswert ist jedoch, dass selbst die Spitzenemissionsrate während des größten bekannten Massensterbens immer noch mehr als 14-mal niedriger ist als die aktuelle anthropogene Rate.“
Bildquelle: Western Washington University.
Während des Großen Sterbens dauerte es Tausende von Jahren, bis sich die Wirkung all dieses Kohlenstoffs entfaltete. Aber wir sehen bereits die Auswirkungen unserer CO2-Emissionen, und wir haben die industrielle Revolution kaum hinter uns. „Die Umweltzerstörung während der PTB hat mehrere tausend Jahre gedauert, während die aktuelle, beispiellose Emissionsrate bereits begonnen hat, die marinen Ökosysteme zu belasten“, betonen die Autoren.
Das Papier endet mit einer möglicherweise unheilvollen Untertreibung: „Weltweit wurde über einen gekoppelten Anstieg des atmosphärischen CO2 und eine Abnahme des pH-Werts der Oberflächenozeanen, globale Erwärmung, Änderungen der Produktivität und Sauerstoffmangel berichtet, was darauf hindeutet, dass das hier skizzierte Szenario für die PTB möglicherweise auch relevant sein, um zukünftige Umwelt- und Klimatrends zu verstehen.“
Mehr:
- Pressemitteilung: Great Dying – Was hat das größte Massensterben der Erde verursacht?
- Neue Forschung: Perm-Trias-Massenauslöschungspulse, angetrieben durch wichtige Störungen des marinen Kohlenstoffkreislaufs
- Universum heute: Während des Massensterbens setzten Vulkane ungefähr die gleiche Menge CO2 frei wie wir heute